сварка высоколегированных сталей

Химический состав и структура наплавленного металла электродов для сварки высоколегированных сталей и сплавов отличаются - и иногда весьма существенно - от состава и структуры свариваемых материалов. Основными показателями , решающими вопрос выбора таких электродов , является обеспечение : основных эксплуатационных характеристик сварных соединений (механических свойств , коррозионной стойкости , жаростойкости , жаропрочности ) , стойкости металлу шва против образования трещин , необходимого комплекса зварювально- технологических свойств.

Согласно ГОСТ 10052-75 электроды для сварки высоколегированных коррозионностойких , жаростойких и жаропрочных сталей и сплавов по химическому составу наплавленного металла и механическим свойствам металла шва и наплавленного металла классифицированы на 49 типов (например, электроды типа Е 07Х20Н9 , Е 10Х20Н70Г2М2Б2В , Е 28Х24Н16Г6 ). Наплавленный металл значительной части электродов , регламентируется техническими условиями предприятий - производителей.

Если сварки низкоуглеродистых и низколегированных сталей осуществляется в углекислом газе, то в качестве электрода применяют проволоку марок Св-08Г2С, Св-10ХГ2СМА, Св-08ХН2Г2СМЮ (ГОСТ 2246-70) или порошковую проволоку. При сварочных работах в смесях на основе аргона используют проволоку марки Св-08ХН2ГМЮ, которая обеспечивает высокий уровень механических свойств и хладостойкость металлических швов при сварке сталей с прочностью до 700 МПа. Проволоки указанных марок рекомендуются и для сварки угловых швов с катетом более 15 мм. Для угловых швов с меньшим катетом в большинстве случаев используется провод марки Св-08Г2С. Этот провод также применяют при сварке низкоуглеродистых и низколегированных сталей повышенной прочности 09Г2, 10Г2С1, 14Г2, 10ХСНД и 15ХСНД.

Особенности сварки низколегированных сталей под флюсом заключаются в ее проведении на постоянном токе обратной полярности. Сила тока при этом не должна превышать 800 А, напряжение дуги - не более 40 В, скорость сварки изменяют в пределах 13... 30 м / ч. Одностороннюю однопроходную сварки применяют для соединений толщиной до 8 мм и выполняют на что остается стальной подложке или флюсовой подушке. Максимальная толщина соединений без разделки кромок свариваемых двусторонними швами, не должна превышать 20 мм. Для стыковых соединений без скоса кромок (односторонних или двусторонних) используют проволоку марки Св-08ХН2М, поскольку швы в этом случае имеют чрезмерно высокую прочность и применение более легированной проволоки для таких соединений нецелесообразно.

Основными показателями свариваемости низколегированных сталей является сопротивляемость сварных соединений холодным трещинах и хрупкому разрушению. Такие металлы обычно имеют ограниченный содержание C, Ni, Si, S и P, поэтому при соблюдении режимов сварки и правильном применении присадочных материалов горячие трещины отсутствуют. Критериями при определении диапазона режимов выполнения сварочных работ и температур предварительного подогрева служат допустимые максимальная и минимальная скорости охлаждения металла околошовной зоны. Максимально допустимые скорости охлаждения принимаются таким образом, чтобы предотвратить образование холодных трещин в металле околошовной зоны.

Газовая сварка низколегированных сталей характеризуется повышенным разогревом свариваемых кромок , пониженной коррозионностойкой и усиленным выгоранием легирующих примесей. Это приводит к ухудшению качества сварных соединений по сравнению с другими способами сварки. При газовой сварке в качестве присадочного материала используют проволоку марок СВ 10Г2 , Евро- 08 Евро- 08А , а для ответственных швов - Евро- 18ХГС и Евро- 18ХМА. Механические свойства шва можно повысить проковкой при температуре 800 ° С - 850 ° С с последующей нормализацией.

Вследствие повышенной растворимости газов в металле с высокими концентрациями хрома и никеля вопрос пористости применительно к таким электродов имеют существенно меньшее значение. Основной причиной образования пор служит азот, выделяющийся из пресыщенного жидкого металла в процессе его охлаждения и кристаллизации. Низкая скорость диффузии азота является причиной того, что он при кристаллизации выделяется не так быстро, как другие газы, в результате чего может образоваться пористость, особенно при затруднении условий выделения азота, например, при сварке в горизонтальном или потолочном положениях. Водород и кислород существенно меньше влияют на процесс порообразования, но в сочетании с азотом могут способствовать возникновению пористости металла шва, будучи газами-заполнителем.

Химический состав и структура наплавленного металла электродов для сварки высоколегированных сталей и сплавов отличаются - и иногда весьма существенно - от состава и структуры свариваемых материалов. Основными показателями , решающими вопрос выбора таких электродов , является обеспечение : основных эксплуатационных характеристик сварных соединений (механических свойств , коррозионной стойкости , жаростойкости , жаропрочности ) , стойкости металлу шва против образования трещин , необходимого комплекса зварювально- технологических свойств.

Согласно ГОСТ 10052-75 электроды для сварки высоколегированных коррозионностойких , жаростойких и жаропрочных сталей и сплавов по химическому составу наплавленного металла и механическим свойствам металла шва и наплавленного металла классифицированы на 49 типов (например, электроды типа Е 07Х20Н9 , Е 10Х20Н70Г2М2Б2В , Е 28Х24Н16Г6 ). Наплавленный металл значительной части электродов , регламентируется техническими условиями предприятий - производителей.

Некоторые марки электродов данной группы имеют более широкую область применения и их можно использовать не только для получения соединений с необходимыми коррозионную стойкость, но и в качестве электродов , обеспечивающих высокую жаростойкость и жаропрочность металла шва.

Электроды этой группы обеспечивают получение сварных соединений с необходимой жаростойкостью и / или жаропрочностью. Жаростойкими сварными соединениями являются соединения , обладающие высокой устойчивостью против химического разрушения поверхности в газовых средах при температурах свыше 550-600 гр С. жаропрочных сварными соединениями являются соединения , работающие при этих температурах в нагруженном состоянии в течение определенного времени ( жаропрочные с соединение должны обладать при этом достаточной жаростойкостью ).

Сварка двухслойных сталей. Двухслойная сталь может мать, например, основной слой толщиной более б мм из низкоуглеродистой или низколегированной стали и второй слой толщиной от 1,5 до 6 мм из высоколегированной стали. Двухслойная сталь состоит из двух металлов с различным химическим составом, физическими и механическими свойствами, которые требуют различной технологии сварки. При сварке каждого слоя возможно проникновение одного в другой, что приводит к заметному снижению пластических свойств, коррозионной стойкости металла шва, содержания легирующих примесей и иногда к образованию кристаллизационных и холодных трещин. Для предотвращения проплавления высоколегированного и углеродного-металлов при сварке двухслойной стали накладывают разделительный слой (рис. 59), который заваривается со стороны углеродного металла. Допускается сварки и без разделительного слоя, тогда удаляют высоколегированную облицовки, заваривают с двух сторон малоуглеродистая слой, а затем наплавляют высоколегированная слой (рис. 60). Для наплавки высоколегированного слоя применяют электроды ЗИО-7, ЗИО-8 и ЦЛ-9.

Сварка хромоникелевых аустенитных сталей. Некоторые высоколегированные стали применяются в качестве жаростойких и жаропрочных материалов. Поэтому при сварке одной и той же стали осуществляется разная технология, выбор которой зависит от условий работы сварной конструкции. Известны технологии, обеспечивающие получение двухфазных аустенитно-ферритных и однофазных аустенитных швов. В первом случае имеются в виду аустенитные сплавы и некоторые аустенитные жаропрочные стали, во втором - коррозионно-стойкие. Аустенитные стали и сплавы сваривают в отожженном состоянии, жаропрочные стали и сплавы - иногда в упрочненном состоянии. Для предупреждения образования холодных трещин в этом случае применяют подогрев, более пластичный по сравнению с основным наплавленный металл.

Сварка разнородных сталей. При сварке аустенитных сталей с обычными углеродными уменьшается содержание легирующих элементов в металле шва за счет участия в нем основного углеродного металла. Поэтому в данном случае необходимо применять электродные стержни с повышенным содержанием легирующих элементов. Если швы, соединяющие детали из нержавеющей стали и конструкционной углеродистой, не должны иметь высокую пластичность, то для их сварки рекомендуются электроды типа ЕА1. Для сварки нержавеющей стали со ереднеуглеродистой удовлетворительные результаты дают электроды типа ЕА1Г или ЭАЗ. Уменьшить опасность появления трещин и облегчить процесс сварки можно облицовкой кромки детали из углеродистой стали аустенитного металлом. Наплавки никельхромовые сплава устраняет диффузию углерода в аустенитный шов, оберегая тем самым сварное изделие от разрушения. Выровнять содержание углерода в ряде случаев можно с помощью нагревания при 900-920 ° С в течение g_12 ч с последующим охлаждением на воздухе.

Сварка мартенситных и ферритных нержавеющих и жаропрочных сталей (1X13, 2X13, 0X13, Х17, 1Х17Н2, Х25Т и др.). Сваривают эти стали с применением присадочных материалов, химический состав которых и стали аналогичный. В качестве присадочного используют материалы аустенитного, аустенитно-ферритного классов В первом случае сварное соединение отличается структурной однородностью и высокой прочностью после обработки. Однако на практике благодаря своей простоте широкое распространение сварки мартенситных и ферритных хромистых сталей аустенитными электродами. При этом не нужно подогрев и немедленный отпуск после сварки, но прочность сварных соединений бывает ниже, чем основного металла.

592.801ms

Похожие статьи

Вход для пользователей